计算机网络技术第一课计算机网络基础知识-课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,主讲人：施阳,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,主讲人：施阳,*,计算机网络教程,1,计算机网络教程1,目录,第,1,章 计算机网络基础知识,第,2,章 数据通信基础,第,3,章 计算机网络体系结构与协议,第,4,章 计算机网络互连设备,第,5,章,Internet,及应用,第,6,章 局域网技术,第,7,章 计算机网络安全技术,2,2024/8/8,目录第1章 计算机网络基础知识22023/8/3,精品资料,3,精品资料3,你怎么称呼老师？,如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？,你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？,教师的教鞭,“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘”,“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早”,4,4,卷面成绩（,60%,）,+,平时作业及考勤（,40%,）,上课方式：多媒体授课,+,机房实训操作,互联网,+,云计算 大数据,APP,物联网,O2O,工业,4.0,二维码 智慧城市,AI,VR,三网融合,BAT,5,2024/8/8,卷面成绩（60%）+平时作业及考勤（40%）52023/8/,互联网研究报告,到,2016,年底，全球网民数量突破,35,亿，约占世界总人口的,1/2,，但大量网民仍集中在发达国家，贫穷国家仍将落后于世界水平。,国际电信联盟,(ITU),的最新报告显示，目前，全球网民数量占世界人口的,47%,，仍远低于联合国到,2020,年实现,60%,的目标。全球网民发达国家占,80%,，发展中国家仅占,40%,，欠发达国家占比不到,15%,。在非洲的几个贫困国家中，只有,10%,的人使用互联网。女性、老人、受教育程度较低和农村贫困户很少用网。,6,互联网研究报告到2016年底，全球网民数量突破35亿，约占世,中国互联网信息中心,(CNNIC),报告,截至,2017,年,6,月，中国网民规模达到,7.51,亿，占全球网民总数的五分之一。互联网普及率为,54.3%,，超过全球平均水平,4.6,个百分点,截至,2017,年,6,月，我国手机网民规模达,7.24,亿，较,2016,年底增加,2830,万人。网民中使用手机上网的比例由,2016,年底的,95.1%,提升至,96.3%,，手机上网比例持续提升。上半年，各类手机应用的用户规模不断上升，场景更加丰富。其中，手机外卖应用增长最为迅速，用户规模达到,2.74,亿，较,2016,年底增长,41.4%,；移动支付用户规模达,5.02,亿，线下场景使用特点突出，,4.63,亿网民在线下消费时使用手机进行支付。,7,中国互联网信息中心(CNNIC)报告截至2017年6月，中国,截至,2017,年,6,月，中国网民规模达到,7.51,亿，占全球网民总数的五分之一；互联网普及率为,54.3%,，超过全球平均水平,4.6,个百分点。,8,截至2017年6月，中国网民规模达到7.51亿，占全球网民总,截至,2017,年,6,月，我国手机网民规模达,7.24,亿，较,2016,年底增加,2830,万人。网民中使用手机上网的比例由,2016,年底的,95.1%,提升至,96.3%,，手机上网比例持续提升,9,截至2017年6月，我国手机网民规模达7.24亿，较2016,10,10,11,11,中国互联网领军人物,12,中国互联网领军人物12,世界市值最高的十大互联网公司名单【,2016,】,1,、苹果，目前市值,7493,亿美元。主营业务是苹果手机，平板电脑，智能手表等一系列以,iOS,为中心的生态闭环，理所应当市值第一。,2,、微软，目前市值,4025,亿，以,PC,操作系统起家，目前在移动互联网的大潮中走下坡路，旗下,WP,移动移动份额只有,4%,左右，远没有,PC,的优势。未来之路不怎么看好。,3,、谷歌，目前市值,3737,亿美元。旗下有全球最大的搜索引擎，最大的手机操作系统。未来的发展将会超过苹果和微软。,4,、,Facebook,，目前市值,2252,亿美元，它全球最大的社交平台，月活跃用户超过,13,亿人，收购了最大的即时通讯平台,whatsapp,，活跃用户超过,8,亿。目前移动端广告开始发力，营收开始强劲增长。未来前途不可限量。,5,、阿里巴巴，目前市值,2051,亿美元，全球最大的网络零售商，年交易额超过一万亿，在双十一狂欢节上一天交易额超过,350,亿元。它目前的主要业务在中国，目前在向世界扩张，它深刻的改变了中国的零售业。,13,2024/8/8,世界市值最高的十大互联网公司名单【2016】1、苹果，目前市,6,、亚马逊,Amazon,，目前市值,1994,亿美元，世界最大的网络商城，商品和服务的质量无可挑剔是中国京东的老师傅。而且亚马逊的云计算是全世界范围内的第一名，未来肯定有它的一杯羹。,7,、腾讯，目前市值,1955,亿美元。它是中国最大的社交网络平台，拥有两艘巨型平台：,QQ,和微信。,QQ,是电脑必装，微信是腾讯的移动互联网船票。在中国是一个巨无霸，出了国门却并不顺利，微信出海走的并不顺利，目前只是在亚洲市场有一定市场。,8,、百度，目前市值,760,亿美元，中国第一的搜索引擎。是中国互联网三巨头市值最低的一个，不过百度的大数据和人工智能正在发力，移动营收是三巨头占比最高的，百度现在还没有掉队,9,、,ebay,，目前市值,714,亿美元，它的商业模式和淘宝一样都是,C2C,平台，不过它在平台中收费，被淘宝的免费打的一败涂地，基本上已经在中国市场消失匿迹。不过在欧美市场还是很受欢迎，旗下有全球最大的第三方支付平台,paypal,，潜力不可小觑。,10,、,priceline,，目前市值,648,亿美元，是美国最大的旅游信息服务平台，和中国的携程业务很相似。市场潜力一般，没有自己独特的护城河。,14,2024/8/8,6、亚马逊Amazon，目前市值1994亿美元，世界最,2016,年中国互联网企业,100,强发布会暨百强企业论坛，会上发布,2016,年中国互联网企业,100,强榜单，阿里巴巴、腾讯、百度、京东、奇虎,360,、搜狐、网易、携程、唯品会、苏宁云商位列前十位。,15,2024/8/8,2016年中国互联网企业100强发布会暨百强企业论坛，会上发,习近平出席乌镇第二届世界互联网大会开幕式并发表主旨演讲,16,2024/8/8,习近平出席乌镇第二届世界互联网大会开幕式并发表主旨演讲162,世界上最快的计算机换角了！一分钟计算能力相当于全球,72,亿人计算,32,年,6,月,20,日，在德国法兰克福举行的国际超算大会发布了超级计算机,TOP500,榜单，中国,“,神威,太湖之光,”,计算机系统首次亮相，一举夺冠。,“,有了这套计算机系统，我们可以在,30,天内完成未来,100,年的地球气候模拟，这在之前是不可想象的。,”,此前，由我国国防科学技术大学研制的,“,天河二号,”,已创下,“,六连冠,”,的辉煌战绩。这标志着我国超级计算机研制能力已位居世界先进水平。,神威,太湖之光,”,计算机系统由国家并行计算机工程技术研究中心研制，落户在国家超级计算无锡中心，,2015,年,12,月,21,日完成整机系统性能测试，目前由清华大学负责运营。,17,2024/8/8,世界上最快的计算机换角了！一分钟计算能力相当于全球72亿人计,这套超级计算机系统取得了三大突破，其峰值性能、持续性能、性能功耗比三项关键指标均居世界第一。,其一，数量级的突破。这是全球第一台运行速度超过,10,亿亿次,/,秒的超级计算机，峰值性能高达,12.54,亿亿次,/,秒，持续性能达到,9.3,亿亿次,/,秒，接近,“,天河二号,”,的,3,倍。杨广文教授打了个比方说，,“,神威,太湖之光,”,一分钟的计算能力相当于全球,72,亿人同时用计算器不间断计算,32,年。,其二，自主研发的突破。与,“,天河二号,”,采用,INTEL,处理器不同，,“,神威,太湖之光,”,全部采用自主中国芯：,“,申威,26010,”,众核处理器。在国家超级计算无锡中心,1000,平米的主机房内，整齐排布着两组共,40,个运算机仓，每个机仓容纳,1024,个芯片，共计,40960,个芯片。据介绍，其单芯片的计算能力相当于,3,台,2000,年全球排名第一的超级计算机，当前性能指标达到国际领先水平。,其三，绿色节能的突破。杨广文教授说，过去超级计算机的用电量堪比一个中小城市，业界因此把能效比作为衡量其先进性的一项重要指标。,“,从低功耗、高集成度的处理器设计，到高速高密度的工程实现技术；从世界领先的高效水冷技术，到软硬件协同、智能化的功耗控制方法，,神威,太湖之光,实现了层次化、全方位的绿色节能，功耗比达到每瓦特,60.51,亿次运算。,”,18,2024/8/8,这套超级计算机系统取得了三大突破，其峰值性能、持续,19,2024/8/8,192023/8/3,20,2024/8/8,202023/8/3,项目,1,初识计算机网络,本章具体内容：,1.1,计算机网络的定义,1.2,计算机网络的形成和发展,1.3,计算机网络的组成,1.4,计算机网络的功能和分类,1.5,网络的拓扑结构，,1.6,计算机网络性能指标,实训项目：一、认识校园网的基本结构,二、使用,visio,绘制网络拓扑图,21,2024/8/8,项目1 初识计算机网络本章具体内容：212023/8/3,2.1,数据通信的基本概念，,2.2,数字信号与传输代码,2.3,数据通信的传输类型,2.4,数据交换技术,2.5,传输控制技术,22,2024/8/8,2.1数据通信的基本概念，222023/8/3,1.,计算机网络的定义,计算机网络的定义,将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的,计算机,、终端及其附属设备用通信设备和,通信线路,连接起来，并配置,网络软件,，以实现计算机,资源,共享的系统。,计算机：微型计算机、大型计算机，巨型计算机。,通信线路：双绞线、同轴电缆、光纤、通信卫星、微波。,网络软件：网络协议、信息交换方式、网络操作系统。,资源：硬件、软件、数据。,23,2024/8/8,1.计算机网络的定义计算机网络的定义 232023/8/3,对于这个定义可从以下几个方面进行理解：,（,1,）计算机网络是多个计算机的集合系统。网络中的计算机最少是两台，大型网络可容纳几千台甚至几万台主机。目前世界上最复杂的最大的网络就是国际互联网即因特网（,Internet,）。这些计算机可处在不同的地理位置，小到一个房间，大至可在全球范围内。网络中的各计算机具有独立功能，即没有主从关系，一台计算机的启动、运行和停止不受其他计算机的控制。,24,对于这个定义可从以下几个方面进行理解：24,（,2,）网络中的各计算机进行相互通信，需要有一条通道，即网络传输介质，它可以是有线的（如双绞线、同轴电缆和光纤等），也可以是无线的（如激光、微波和通信卫星等），通信设备是在计算机与通信线路之间按照一定通信协议传输数据的设备。网络内的计算机通过一定的互联设备与通信技术连接在一起，通信技术为计算机之间的数据传递和交换提供了必要的手段。因此，网络中的计算机之间能够互相进行通信。,25,25,（,3,）网络中的各计算机之间交换信息和资源共享，必须在完善的网络协议和软件支持下才能实现。,（,4,）资源共享是指网络中的计算机都可以使用其它各计算机系统提供的资源，包括硬件、软件和数据信息等。,26,（3）网络中的各计算机之间交换信息和资源共享，必须在完善的网,1.2,计算机网络的形成和发展,计算机网络的产生,计算机网络技术的产生与发展是随着,计算机技术,和,通信技术,的发展而发展起来的，它是计算机技术与通信技术的有机结合，代表了当代计算机体系结构发展的一个极其重要的方向；,27,2024/8/8,1.2 计算机网络的形成和发展计算机网络的产生272023/,计算机网络的发展,随着计算机技术和通信技术的不断发展，计算机网络也经历了从简单到复杂，从单机到多机的发展过程，其发展大致可分为以下,4,个,阶段：,具有通信功能的单机系统（终端）；,具有通信功能的多机系统；,以共享资源为主要目的的计算机网络阶段,(ARPAnet);,局域网络及其互连为主要支撑环境的分布式计算阶段。,28,2024/8/8,计算机网络的发展282023/8/3,远程联机,阶段,多机互联,网络阶段,标准化网,络阶段,互联与高速网络阶段,计算机网络从,20,世纪,50,年代开始发展至今,经历了从简单到复杂、从单机到多机、由终端与计算机之间的通信演变到计算机与计算机之间的直接通信,.,发展经历的,4,个阶段,1.2.1,计算机网络的形成与发展,29,2024/8/8,远程联机多机互联标准化网互联与高速网络阶段计算机网络从20世,1.2.1,计算机网络的形成与发展,1,、远程联机阶段,为了共享主机资源和信息采集以及综合处理，用一台计算机与多台用户终端相连，用户通过终端命令以交互方式使用计算机，人们把它称为远程联机系统。,前端处理机结构：,前端处理机（,FEP,）用来专门负责通信工作，实现数据处理与通信控制的分工，发挥了中心计算机的数据处理能力。,前端处理机的结构如图,1-1,所示。,图,1-1,利用,前端处理机的结构示意图,终端,Modem,Modem,CCP,或,FEP,Modem,公用电话网,主机,30,2024/8/8,1.2.1计算机网络的形成与发展 1、远程联机阶段,利用,调制解调器,的结构示意图,调制解调器：,由于计算机和远程终端发出的信号都是数字信号，而公用电话线路只能传输模拟信号，所以在传输前必须把计算机或远程终端发出的数字信号转换成可在电话线上传送的模拟信号,传输后再将模拟信号转换成数字信号。,利用调制解调器的结构如下图所示。,1.2.1,计算机网络的形成与发展,终端,Modem,LC,Modem,公用电话网,主机,31,2024/8/8,利用调制解调器的结构示意图 调制解调器：由于计算机,1.2.1,计算机网络的形成与发展,集线器结构：,把终端发来的信息收集起来，并把用户的作业信息存人集中器中,然后再用高速线路将数据信息传给前端处理机，最后提交给主机。,远程联机系统的特点是系统中只有一个计算机处理中心，各终端通过通信线路共享主计算机的硬件和软件资源，因此，主计算机负担过重，终端独占线路，资源利用率低。,利用,集线器的结构示意图,集线器,CCP,或,FEP,主机,公用电话网,32,2024/8/8,1.2.1计算机网络的形成与发展 集线器结构：,计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能，因此在逻辑结构上可以将其分成两部分：,资源子网和通信子网,。,1.2.1,计算机网络的形成与发展,2,、多机互联网络阶段,(1),资源子网：,是计算机网络的外层，它由提供资源的主机和请求资源的终端组成。资源子网的任务是负责全网的信息处理,。,(2),通信子网：,是计算机网络的内层，它的主要任务是将各种计算机互连起来完成数据传输、交换和通信处理。,CCP,CCP,CCP,CCP,CCP,通信子网,资源子网,主机,主机,主机,主机,图,1-2,资源子网和通信子网示意图,33,2024/8/8,计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能，因此在逻,1.1.1,计算机网络的形成与发展,ISO,于,1977,年成立了专门的机构来研究该问题，并且在,1984,年正式颁布了,“,开放系统互联基本参考模型,”,的国际标准,OSI,这就产生了第三代计算机网络。,3,、标准化网络阶段,20,世纪,70,年代，计算机网络大都采用直接通信方式。,1972,年后，以太网,LAN,、,MAN,、,WAN,迅速发展，各个计算机生产商纷纷发展各自的网络系统，制定自己的网络技术标准。,1974,年,IBM,公司公布了它研制的系统网络体系结构,。,随后,DGE,公司宣布了自己的数字网络体系结构,1976,年,UNIVAC,宣布了该公司的分布式通信体系结构。,34,2024/8/8,1.1.1计算机网络的形成与发展ISO于1977年成立了,1.1.1,计算机网络的形成与发展,4,、网络互联与高速网络阶段,进入,20,世纪,90,年代,计算机技术,、,通信技术以及建立在互联计算机网络技术基础上的计算机网络技术得到了迅猛的发展。特别是,1993,年美国宣布建立,(,国家信息基础设施,NII),后，全世界许多国家纷纷制订和建立本国的,NII,从而极大的推动了计算机网络技术的发展，使计算机网络进入一个崭新的阶段，这就是计算机网络互联与高速网络阶段。,目前，全球以,Internet,为核心的高速计算机互联网络已经形成，,Internet,已经成人类最重要的、最大的知识宝库。网络互联和高速计算机网络就成为第四代计算机网络。,35,2024/8/8,1.1.1计算机网络的形成与发展 4、网络互联与高,1.1.1,计算机网络的形成与发展,图,1-3,现代计算机网络逻辑结构示意图,以太网,以太网,以太网,以太网,路由器,路由器,路由器,路由器,路由器,路由器,通信子网,36,2024/8/8,1.1.1计算机网络的形成与发展 图 1-3 现代计算,信息高速公路与未来的计算机网络,信息高速公路,（,1,）信息高速公路的由来,1991,年美国国会参议员阿尔,戈尔提出了,“,信息高速公路法案,”,。,1993,年,9,月美国政府正式提出了建立,“,国家信息基础设施,”,计划，即美国信息高速公路计划，简称,NII,计划。,37,2024/8/8,信息高速公路与未来的计算机网络372023/8/3,（,2,）信息高速公路的基本组成,信息高速公路的全部内涵，包括以下四部分：,通信网、计算机、信息和人,从信息高速公路的结构来看，可分为三部分：,主干线、支线和支点,（,3,）我国的信息高速公路计划与,“,金,”,字工程,发起中国信息基础设施建设,CII,建设,“,三金,”,工程：,“,金桥,”,、,“,金卡,”,、,“,金关,”,38,2024/8/8,（2）信息高速公路的基本组成 382023/8/3,未来的计算机网络世界,幻想变成现实：,电视电话、电视购物、电视教学、电视会议、家庭影院、家中办公、全球医疗会诊、全球电脑数据库等。,39,2024/8/8,未来的计算机网络世界 392023/8/3,1.3,计算机网络的组成,虽然计算机网络系统的结构和组成是复杂的、多样的，但对于以分组交换技术为基础建立起来的计算机网络系统来说，所有系统都具有相同的结构和组成。从网络系统基本组成讲，一个计算机网络主要分成计算机系统、数据通信设备、网络软件及协议三大部分；而从系统功能讲，一个计算机网络又可分为资源子网和通信子网两大部分。,40,2024/8/8,1.3 计算机网络的组成 虽然计算机网络系统的,（,1,）计算机系统,计算机系统是网络的基本模块，主要完成数据信息的收集、存储、处理和输出任务，并提供各种网络资源。计算机系统根据在网络中的用途可分为服务器和客户机。,（,2,）数据通信设备,数据通信系统是连接网络基本模块的桥梁，它提供各种连接技术和信息交换技术，主要由通信控制处理机、传输介质和网络连接设备等组成。,（,3,）网络软件与协议,网络软件一般包括网络操作系统、网络协议、通信软件以及管理和服务软件等。,41,（1）计算机系统41,从计算机网络的系统功能来看，主要完成两种功能，即网络通信和资源共享。把计算机网络中实现网络通信功能的设备及其软件的集合称为通信子网，而把网络中实现资源共享的设备和软件的集合称为资源子网。,通信子网,主要负责全网的数据通信，为网络用户提供数据传输、转接、加工和变换等通信处理工作，它主要包括通信线路、网络连接设备、网络通信协议、通信控制软件等。,资源子网,主要负责全网的信息处理，为网络用户提供网络服务和资源共享功能等，它主要包括网络中所有的主计算机、,I/O,设备、终端、各种网络协议、网络软件和数据库等。,42,从计算机网络的系统功能来看，主要完成两种功能，即网络,43,43,1.4,计算机网络的功能和分类,计算机网络发展迅猛，具有许多单机根本无法实现的功能，归纳总结如下：,（,1,）数据通信,（,2,）资源共享,（,3,）均衡使用网络资源,（,4,）分布式协同处理,（,5,）数据信息的综合处理,（,6,）提高计算机的安全可靠性,1.4.1,计算机网络的功能,44,1.4 计算机网络的功能和分类 计算机网络发展迅,1.4,计算机网络的功能和分类,1.4.1,计算机网络的分类,按网络拓扑结构划分：,总线型、星状、环状、网状、树状、无线蜂窝型,。,按网络的覆盖范围划分：,局域网、城域网、广域网,。,按数据传输所用的结构和技术划分：,交换网,：包括电路交换网、分组交换网。,广播网,：包括分组无线网、卫星网、局域网。,按通信传输介质划分：,双绞线网、同轴电缆网、光纤网、卫星网等,。,45,2024/8/8,1.4 计算机网络的功能和分类1.4.1 计算机网络的分类,1.4.2,网络类型,计算机网络分类的方法很多，按照计算机网络覆盖的地理范围来进行分类一般可分为：局域网、城域网和广域网。各类计算机网络的特征参数见下表,网络分类,缩写,分布距离约,计算机位于同一,传输速度范围,局域网,LAN,20 km,房间,建筑物,校园,4Mbps2Gbps,城域网,MAN,100km,国家,9.6Kbps45Mbps,互联网,INTERNET,100 km,全球,46,1.4.2 网络类型网络分类 缩写 分布距离约 计算机位于,1.,局域网（,Local Area Network,，,LAN,）,局域网的覆盖范围一般为几千米以内，属于一个部门、单位或学校组建的小范围网。通信线路一般采用有线传输介质，如光纤、电缆和双绞线。其主要特点是信号的传输速度快、误码率低，网络的建造周期短、使用灵活。局域网可以专为一个企业、学校或公司服务，即属于某个组织完全拥有。局域网一般无须租用电话线，而使用专门建立的数据通信线路。局域网易于建立、管理方便，可以随时扩充，因此发展很快，得到了广泛的应用。,47,1.局域网（Local Area Network，LAN）4,2.,城域网（,Metropolitan Area Network,，,MAN,）,城域网处于局域网和广域网之间，覆盖范围为几千米至几十千米，可作为多个单位或一个城市组建的计算机高速网络，因此称为城域网。城域网的主要功能是为连入网络的企业、机关、公司和社会单位提供通信、数据传输，以及声音、图像的集成服务。,48,2.城域网（Metropolitan Area Networ,3.,广域网（,Wide Area Network,，,WAN,）,广域网又称远程网，是一种远距离的计算机网络。其覆盖范围远大于局域网和城域网，通常可以覆盖一个省、一个国家或一个洲，可以从几十千米到几千千米。由于距离遥远，信道的建设费用很高，因此很少像局域网一样铺设自己的专用信道，而是租用（或借用）电信通信部门的通信线路，如长途电话线、光缆通道、微波与卫星通道等。,49,3.广域网（Wide Area Network，WAN）49,世界上最大的广域网是国际互联网（,Internet,），又称因特网，是一个跨越全球的计算机互联网络。它以开放的连接方式将各个国家、各个地区、各个机构，分布在世界每个角落的各种局域网、城域网和广域网连接起来，组成全球最大的计算机通信网络。它遵守,TCP,IP,网络协议，以实现相互通信、资源共享。,50,50,广域网、城域网、接入网以及局域网的关系,51,广域网、城域网、接入网以及局域网的关系 51,广域网、城域网、接入网以及局域网的关系,城域网,城域网,接入网,接入网,接入网,接入网,接入网,接入网,广域网,局域网,局域网,校园网,企业网,52,广域网、城域网、接入网以及局域网的关系 城域网城域网接入网接,1.5,网络的拓扑结构,拓扑的概念,拓扑学是几何学中的图论演变而来的,“,拓扑,”,(TOPOLOGY),方法。它把具体实体抽象为,“,点,”,，把连接实体的线路抽象为,“,线,”,，进而研究点、线、面之间的关系。,53,2024/8/8,1.5 网络的拓扑结构拓扑的概念532023/8/3,拓扑的选择需考虑的因素主要有：,2,拓扑的选择,（,1,）网络既要易于安装，又要易于扩展。,（,2,）网络的可靠性是考虑选择的重要因素。要易于故障诊断和隔离，以使网络的主体在局部发生故障时仍能正常运行。,（,3,）网络拓扑的选择还会影响传输媒体的选择和媒体访问控制方法的确定，这些因素又会影响各个站点的运行速度和网络软、硬件接口的复杂性。,总之，一个网络拓扑结构，应根据需求，综合诸因素作出合适选择；要整体磨合，不能顾此失彼。,三 计算机网络拓扑结构,54,拓扑的选择需考虑的因素主要有：2 拓扑的选择（1）网,1.5,网络的拓扑结构,网络的拓扑类型主要有：总线型、星型、树型、环型、网状型和无线蜂窝型等。,总线型拓扑,星型拓扑,树型拓扑,无线蜂窝型拓扑,55,2024/8/8,1.5 网络的拓扑结构网络的拓扑类型主要有：总线型、星型、树,星型拓扑结构由中央节点和通过点到点通信链路连接到中央节点的各个站点组成，中央节点执行集中式通信控制策略。因此，星型又称集中型,星型拓扑网络采用的交换方式有电路交换和报文交换，其中，尤以电路交换更为普遍。这种结构一旦建立了通道连接，就可以无延迟地在连通的两个站点之间传送数据。其结构如下图所示。,1,、星型拓扑结构,三 计算机网络拓扑结构,56,星型拓扑结构由中央节点和通过点到点通信链路连,（,1,）控制简单。在星型网络中，任何站点只和中央节点连接，因而媒体访问控制方法简单，也导致访问协议十分简单。,（,2,）故障诊断和隔离容易。在星型网络中，中央节点对连接线路可以逐一地隔离开来进行故障检测和定位，单个连接点的故障只影响一个设备，不会影响全网。,（,3,）方便服务。中央节点可以方便地对各个站点提供服务和对网络提供重新配置。,星型拓扑结构的优点：,三 计算机网络拓扑结构,57,（1）控制简单。在星型网络中，任何站点只和中央节点连接,（,1,）电缆长度较长和安装工作量大。因为每个站点都要和中央节点直接连接，需要耗费大量的电缆，安装、维护的工作量大。,（,2,）中央节点的负担较重，形成瓶颈效应。一旦发生故障，则全网受影响，因此，对中央节点的可靠性和冗余度方面的要求很高。,星型拓扑结构的缺点：,三 计算机网络拓扑结构,58,（1）电缆长度较长和安装工作量大。因为每个站点都要和中,总线型拓扑结构采用一个信道作为传输媒体，所有站点都通过相应的硬件接口直接连到这一公共媒体上，公共传输媒体就是总线。其结构如下,图,所示，任何一个站发送的信号都沿着传输媒体传播，而且能被所有其他站接收。,2,、总线型拓扑结构,三 计算机网络拓扑结构,59,总线型拓扑结构采用一个信道作为传输媒体，所有站点都通,（,1,）总线结构所需的电缆数量少；,（,2,）总线结构简单，是无源工作，有较高可靠性；,（,3,）易于扩充，增加或减少用户比较方便。,总线型拓扑结构的优点：,（,1,）总线的传输距离有限，通信范围受到限制；,（,2,）故障诊断和隔离较困难；,总线型拓扑结构的缺点：,三 计算机网络拓扑结构,60,（1）总线结构所需的电缆数量少；总线型拓扑结构的优点：,环形拓扑网络由站点连接站点的链路组成一个全闭环路，其结构如下,图,所示。每个站点能够接收从一条链路传来的数据，并以同样的速率串行地把该数据沿环送到另一端链路上，这种链路可以是单向的，也可以是双向的，通常以单向为多见。,3,、环型拓扑结构,A,C,三 计算机网络拓扑结构,61,环形拓扑网络由站点连接站点的链路组成一个全闭环路，其,（,1,）电缆长度短。环型拓扑结构的网络所需的电缆长度与总线型拓扑结构网络相似，电缆长度比较短。,（,2,）增加或减少工作站时，仅需作简单连接。,（,3,）可使用光纤作传输媒体。光纤的传输速率很高，既适合环型拓扑的单方向传输，更适合于双环的两个方向传输,。,环型拓扑结构的优点：,三 计算机网络拓扑结构,62,（1）电缆长度短。环型拓扑结构的网络所需的电缆长度与总线型,三 计算机网络拓扑结构,（,1,）节点的故障会引起全网故障。因为环上的数据传输要通过接在环上的每一个节点，一旦环中某一节点发生故障就会引起全网的故障。,（,2,）故障检测困难。这与总线型拓扑结构相似，因为不是集中控制，故障检测需在网上各个节点进行，因此，实施起来有困难。,环型拓扑结构的缺点：,63,三 计算机网络拓扑结构 （1）节点的故障会引起全网故障。,树型拓扑结构是从总线型拓扑演变而来的，形状像一颗倒立的树，顶端是根，树根以下带分支，每个分支再带分支。由树根接收各站发送来的数据，然后再广播发送到全网。树型拓扑的特点大多与总线型拓扑的特点相同，但也有其特殊之处。,4,、树型拓扑结构,三 计算机网络拓扑结构,64,树型拓扑结构是从总线型拓扑演变而来的，形状像一颗倒立,（,1,）易于扩展。这种结构可以延伸出很多分支和子分支，这些新节点和新分支都很容易加入网内。,（,2,）故障隔离容易。如果某一分支的节点或线路发生故障，很容易将故障分支与整个系统隔离开来。,树形拓扑结构的优点：,各个节点对根的依赖性太大，如果根发生故障，则全网不能正常工作。由此可见，树形拓扑结构的可靠性有点类似星形拓扑结构。,树形拓扑结构的缺点：,三 计算机网络拓扑结构,65,（1）易于扩展。这种结构可以延伸出很多分支和子分支，这些新,混合拓扑是将上述某两种单一拓扑结构混合起来，取两者的优点构成的拓扑结构。常用的混合拓扑有两种，一种是由星型拓扑和环型拓扑混合成的,“,星,环,”,式拓扑结构；另一种则由星型拓扑和总线型拓扑混合成的,“,星,总,”,式拓扑结构。其结构如下,图,所示。,5,、混合型拓扑结构,三 计算机网络拓扑结构,“,星,-,总,”,式,混合型拓扑,“,星,-,环,”,式,混合型拓扑,66,混合拓扑是将上述某两种单一拓扑结构混合起来，取两者的,无线蜂窝型拓扑,是一种移动通信硬件架构，由于构成网络覆盖的各通信基站的信号覆盖呈六边形，从而使整个网络像一个蜂窝而得名。蜂窝网络组成主要有以下三部分：移动站、基站子系统、网络子系统。移动站就是网络终端设备，比如手机或者一些蜂窝工控设备。基站子系统包括移动基站（大铁塔）、无线收发设备、专用网络及各种数字设备。常见的蜂窝网络类型有：,GSM,、,CDMA,、,3G,、,4G,、,FDMA,、,TDMA,、,PDC,、,TACS,、,AMPS,等。,67,2024/8/8,无线蜂窝型拓扑 是一种移动通信硬件架构，由于构成网,（,1,）故障诊断和隔离较为方便。一旦网络发生故障，只要诊断出哪个集中器有故障，将该集中器和全网隔离即可。,（,2,）易于扩展。要扩展用户时，可以加入新的集中器，也可以在每个集中器留出一些备用的可插入的站点接口。,（,3,）安装方便。网络的主电缆只要连通这些集中器即可。这种安装和传统的电话系统电缆安装很相似。,混合型拓扑结构的优点：,三 计算机网络拓扑结构,68,（1）故障诊断和隔离较为方便。一旦网络发生故障，只要诊断出,（,1,）需要选用智能型的集中器。这是为了实现网络故障自动诊断和故障节点的隔离所必需的。,（,2,）像星型拓扑结构一样，集中器到各个站点的电缆安装长度会增加。,混合型拓扑结构的缺点：,三 计算机网络拓扑结构,69,（1）需要选用智能型的集中器。这是为了实现网络故障自动,